卫星星历

GPS定位的原理，是在统一的天球和大地坐标系内精确推算卫星坐标，以卫星为已知点，利用至少四个卫星进行空间后方距离交会，求得地面待定点在大地坐标系内的三维坐标。要获得卫星在测量瞬间的位置数据，就要研究卫星的运行规律，得到卫星精确的轨道参数。
1．GPS星历
（1）影响卫星运转的因素
宇宙中有各种作用力会影响卫星运行的轨道，其中地球质心与卫星之间的引力远远大于其它力的合力，其它力称作摄动力。
◎二体运动
如只考虑地球质心引力作用的卫星运动，称为卫星的无摄运动，将地球和卫星看作两个质点，即是一种二体运动。
【小知识】
二体运动轨道中卫星某一时刻的空间位置，可以用6个参数来确定。知道了这6个参数就得到了卫星在天球坐标系的位置，继而可转换到地心地固坐标系中（图3.25）。
决定轨道形状：轨道椭圆的长半轴a和轨道椭圆的偏心率e（或短半轴b）。
决定卫星在轨道空间位置：真近地点角V（轨道平面上卫星与近地点之间的地心角）。
决定卫星轨道与地球赤道的相对关系：升交点赤径Ω（赤道面上升交点与春分点夹角，升交点N为卫星从南向北穿过赤道面时的交点）和轨道倾角i（卫星轨道和赤道面的交角）。
决定椭圆在轨道平面指向：近地点角ω（轨道平面上近地点a与升交点N之间的地心角）。
◎卫星受摄运动
对于精密卫星定位来说，除了研究二体运动外，还需要考虑地球引力场摄动力（由地球形状和质量不均匀导致的，影响最大）、日月摄动力、大气阻力、太阳光压摄动力、潮汐摄动力等对卫星运动状态的影响，得出卫星实际的精确瞬时轨道参数。
【释义】卫星瞬时轨道不是椭圆，轨道平面在空间的相对位置也不是固定不变的。
（2）卫星星历
卫星星历是描述卫星运动轨道的信息，分为参考星历、广播星历和精密星历。
◎参考星历是理想状态下的演算星历，没有考虑卫星摄动力因素。
◎广播星历又叫预报星历，是在参考星历的基础上加上了摄动力时间差改正，用于确定导航卫星精确位置的预报参数，是一种外推星历或者说预估星历，建立在WGS-84坐标系内。
◎精密星历是其它国家用连续跟踪站跟踪卫星，采用后处理方式改正星历得到的导航卫星高精度轨道数据，建立在ITRF框架内。
【释义】其他国家为了提高GPS测量精度，采取了全球追踪站精密星历来精化GPS卫星轨道参数，所以精密星历并不是GPS卫星本身提供的服务。
【小知识】
GPS广播星历含有1个参考时刻、6个轨道参数，9个摄动力因子，一共16个参数，包含在GPS导航电文中发送给用户接收机设备。